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《鋁合金的旋轉(zhuǎn)加壓半固態(tài)釬焊工藝研究-論文.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、髓口△口口金的旋轉(zhuǎn)加壓半固態(tài)釬焊工藝研究@s@⑧皿正色鴯ssw@Semi—So]lidB皿G@ss⑧jF8姍硼@AlⅡ⑩y文，叉春香、唐松凌貴君許惠斌(1一黑龍江軌道交通裝備高級技工學(xué)校2～重慶理工大學(xué))摘要：本文對20245呂合金的旋轉(zhuǎn)加壓半固態(tài)釬焊進(jìn)行研究，在非真空條件下采用Zn一35％AI合金釬料，通過自制研發(fā)的旋轉(zhuǎn)加壓焊接設(shè)備對鋁合金實施焊接，測試焊接接頭的力學(xué)試驗，分析接頭顯微組織，最終發(fā)現(xiàn)在460—520oC之間，焊接溫度越高，焊接接頭界面越趨于平直。接頭剪切強(qiáng)度越低，在溫度為460℃時的剪切強(qiáng)度最高，為15O．3MPa。觀察焊縫不同區(qū)域發(fā)現(xiàn)，焊縫中間區(qū)域比邊緣區(qū)域焊接
2、質(zhì)量更好。關(guān)鍵詞：鋁合金；旋轉(zhuǎn)；加壓；半固態(tài)；釬焊；焊接溫度刖置鋁合金具有的密度小(大約是鐵的1／3)、塑性好、強(qiáng)度高、加工性能好、導(dǎo)電性好、導(dǎo)熱性好和抗腐蝕性等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于航空航天、船舶、兵工和汽車等各種制造業(yè)中，是使用量僅次于鐵的輕金屬，在有色金屬中使用量的目的，最終獲得可靠的焊接接頭。最多，其產(chǎn)量占整個有色金屬的1／3以上”。。鋁合金由于性能優(yōu)良被廣泛應(yīng)用于各種焊1實驗材料與方法接結(jié)構(gòu)產(chǎn)品中，其中用鋁合金代替鋼焊接結(jié)構(gòu)，試驗?zāi)覆臑?024鋁合金，其化學(xué)成分如表1其質(zhì)量可以減少50％以上，目前焊接鋁合金的方所示，形狀為直徑12mm，長40ram的圓棒。釬料法很多，比如rI
3、1G焊、激光焊、超聲波焊、擴(kuò)散為Zn一合金，其成分如表2所示，直徑為12mm，焊、攪拌摩擦焊及釬焊等。但鋁合金依然存在厚度為lmm的薄片。一定的焊接難點：待焊表面易生成難熔的A1：0鋁合金的旋轉(zhuǎn)加壓半固態(tài)釬焊示意圖如圖1氧化膜、焊接接頭容易軟化、產(chǎn)生變形、熱裂所示，工藝過程如圖2所示，焊前將鋁合金的焊紋以及焊接時需要較大熱輸入等。接表面與釬料片的表面用砂紙磨平，去除表面氧本文提出鋁合金的旋轉(zhuǎn)加壓半固態(tài)釬焊新化膜，之后用丙酮清洗，去除表面油污及雜質(zhì)，工藝，即將釬料加熱到固／液共存狀態(tài)，在外加將釬料片置于兩母材圓棒之間，準(zhǔn)備焊接。以焊能量旋轉(zhuǎn)加壓的作用下，增加半固態(tài)釬料的流接溫度作為變
4、量，焊接時間20s、轉(zhuǎn)數(shù)520r／min和動性，使其在母材表面最大程度潤濕鋪展。與焊接壓力O．16MPa'fg為定量，焊前準(zhǔn)備完成后，將此同時，釬料中的固相顆粒獲得能量，旋轉(zhuǎn)刮焊接面調(diào)整到高頻感應(yīng)加熱線圈的中心處并加熱擦母材表面，達(dá)到快速去除鋁合金表面氧化膜到指定的溫度(指定溫度分別為460％、480~C、作者簡介：鄧春香(1973一)，女，講師，目前主要從事技工學(xué)生的焊接一體化教學(xué)；高校函授部焊接自動化專業(yè)的焊接方法與設(shè)備、焊接檢測等學(xué)科的教學(xué)工作。J一24現(xiàn)代焊接2014年第10期總第142期搋負(fù)荷出(a)剪切試樣尺寸(b)剪切夾具示意圖圖3試樣尺寸和剪切夾具示意圖{圖1鋁合金
5、旋轉(zhuǎn)加壓半固態(tài)釬焊示意圖輔助，往往需要添加釬劑或者需要在真空條件下由進(jìn)行。對于鋁合金的旋轉(zhuǎn)加壓半固態(tài)釬焊，半固態(tài)釬料中固相顆粒對連接界面的刮擦作用(外加能量輔助)及液相對表面的鋪展?jié)櫇?擴(kuò)散反應(yīng))是接頭質(zhì)量好壞的關(guān)鍵因素，其中固相顆粒對界圖2鋁合金旋轉(zhuǎn)加壓半固態(tài)釬焊工藝過程面的刮擦起著最關(guān)鍵的作用，因此完全可以在非500~C、520~C)保溫200s，然后改變溫度對鋁合真空且無需添加釬劑的條件下就能成功焊接。金實施焊接，焊接后讓母材及其焊縫在空氣中用Yt-@．顯微鏡觀察不同溫度下，鋁合金接頭冷卻(冷卻時壓力維持在0．16MPa)。的顯微組織形貌如圖5～圖7所示，不同溫度下的焊接接頭
6、都存在共同的特征，鋁合金界面未熔化，2試驗結(jié)果及分析整個焊接接頭是靠釬料與母材的相互作用連接在2．1接頭力學(xué)性能一起，但是接頭中依然存在少量未連接部分，焊截取焊接接頭中心處，并制成20mm×8mm縫中存在一定數(shù)量的孑L洞，在接頭邊緣區(qū)域存在×3mm的剪切試樣，剪切示意圖如圖3所示；剪大面積的未連接部分，接頭中間區(qū)域釬料填充飽切強(qiáng)度如圖4所示。從圖4可以看出，在焊接溫滿，有效連接面積遠(yuǎn)大于接頭邊緣區(qū)域，這是因度460～520~2之間，隨著焊接溫度的降低，焊接為半固態(tài)釬料在旋轉(zhuǎn)加壓的作用下，旋轉(zhuǎn)使得釬接頭的剪切強(qiáng)度升高，在溫度為460％時，接頭料產(chǎn)生離心力，被甩出焊縫；加壓使得釬料被擠
7、剪切強(qiáng)度達(dá)到最大，為150．3MPa。出焊縫，焊縫邊緣的釬料在二者的共同作用下向2_2接頭顯微組織焊縫外淌出，而在焊縫中心會沉積最多的釬料。在傳統(tǒng)釬焊中，連接的主要原理為液態(tài)釬料對比圖5～圖7，隨著焊接溫度的升高，焊接接在母材表面鋪展?jié)櫇瘢沟免F料中的元素與母材頭中界面越來越平直，在溫度為460％時的接頭界中元素相互擴(kuò)散反應(yīng)，生成一種新的化合物，從面呈大波浪狀，并且焊接溫度越高，接頭中焊縫而形成可靠焊接接頭，因傳統(tǒng)釬焊沒有外加能量的寬度越窄，在溫度為℃時，焊縫幾乎呈一
